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全玻幕墙设计计算书

阅读：96次日期：2017-09-18

全玻幕墙设计计算书

[size=22pt]全玻幕墙设计计算书

[size=11pt]

[size=11pt]基本参数:乌鞘岭地区

[size=11pt]抗震7度设防

[size=11pt]

[size=11pt]Ⅰ.设计依据:

[size=11pt]《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001

[size=11pt]《钢结构设计规范》 GB50012-2003

[size=11pt]《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ102-2003

[size=11pt]《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113-2003

[size=11pt]《建筑幕墙》 JG3035-96

[size=11pt]《建筑结构静力计算手册》（第二版）

[size=11pt]《建筑幕墙物理性能分级》 GB/T15225-94

[size=11pt]《铝及铝合金阳极氧化，阳极氧化膜的总规范》 GB8013

[size=11pt]《铝及铝合金加工产品的化学成份》 GB/T3190

[size=11pt]《碳素结构钢》 GB700-88

[size=11pt]《硅酮建筑密封胶》 GB/T14683-93

[size=11pt]《建筑幕墙风压变形性能检测方法》 GB/T15227

[size=11pt]《建筑幕墙雨水渗漏形性能检测方法》 GB/T15228

[size=11pt]《建筑幕墙空气渗透形性能检测方法》 GB/T15226

[size=11pt]《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001

[size=11pt]《建筑设计防火规范》 GB50016

[size=11pt]《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045-2001

[size=11pt]《浮法玻璃》 GB11614-99

[size=11pt]《花岗石建筑板材》 JC205

[size=11pt]《民用建筑隔声设计规范》 GBJ118-88

[size=11pt]《民用建筑热工设计规范》 GB50176-93

[size=11pt]《采暖通风与空气调节设计规范》 GBJ19-87

[size=11pt]《钢化玻璃》 GB9963-98

[size=11pt]《普通平板玻璃》 GB4871-85

[size=11pt]《优质碳素结构钢技术条件》 GB699-88

[size=11pt]《低合金高强度结构钢》 GB1579

[size=11pt]《不锈钢棒》 GB1220

[size=11pt]《不锈钢冷加工钢棒》 GB4226

[size=11pt]《聚硫建筑密封胶》 JC483-92

[size=11pt]《中空玻璃用弹性密封胶剂》 JC486-92

[size=11pt]《铝及铝合金板材》 GB3380-97

[size=11pt]《不锈钢冷轧钢板》 GB3280-92

[size=11pt]《不锈钢热轧钢板》 GB4237-92

[size=11pt]《建筑幕墙窗用弹性密封剂》 JC485-92

[size=11pt]《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ133-2001

[size=11pt]

[size=11pt]Ⅱ.基本计算公式:

[size=11pt](1).场地类别划分:

[size=11pt]　　根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:

[size=11pt]　　A类近海面,海岛,海岸,湖岸及沙漠地区;

[size=11pt]　　B类指田野,乡村,丛林,丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;

[size=11pt]　　C类指有密集建筑群的城市市区;

[size=11pt]　　D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;

[size=11pt]　　谢震寰按A类地区计算风压

[size=11pt](2).风荷载计算:

[size=11pt]　　风荷载计算公式: Wk=βgz×μz×μs×W0　　　5.3.2

[size=11pt]　　其中:

[size=11pt]　　Wk---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m^2)

[size=11pt]　　βgz---阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定

[size=11pt]　　根据不同场地类型,按以下公式计算:

[size=11pt]　　βgz=K*(1+2*μf)

[size=11pt]　　其中K为地区粗糙度调整系数,μf为脉动系数

[size=11pt]　　A类场地:βgz=0.92*(1+2μf)　其中: μf=0.387*(Z/10)^(-0.12)

[size=11pt]　　B类场地:βgz=0.89*(1+2μf)　其中: μf=0.5*(Z/10)^(-0.16)

[size=11pt]　　C类场地:βgz=0.85*(1+2μf)　其中: μf=0.734*(Z/10)^(-0.22)

[size=11pt]　　D类场地:βgz=0.80*(1+2μf)　其中: μf=1.2248*(Z/10)^(-0.3)

[size=11pt]　　μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定,

[size=11pt]　　根据不同场地类型,按以下公式计算:

[size=11pt]　　A类场地: μz=1.379×(Z/10)^0.24

[size=11pt]　　B类场地: μz=(Z/10)^0.32

[size=11pt]　　C类场地: μz=0.616×(Z/10)^0.44

[size=11pt]　　D类场地: μz=0.318×(Z/10)^0.60

[size=11pt]　　本工程属于A类,故μz=1.379×(Z/10)^0.24

[size=11pt]　　μs---风荷载体型系数,按 1.2 取用 (墙面区)

[size=11pt]　　W0---基本风压,按全国基本风压图,乌鞘岭地区,取为0.450N/m^2

[size=11pt](3).地震作用计算:

[size=11pt]　　qEAk=βE×αmax×GAK　　 (5.3.4)

[size=11pt]　　βE---动力放大系数,按 5.0 取定

[size=11pt]　　αmax---水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:

[size=11pt]　　　　6度: αmax=0.04

[size=11pt]　　　　7度: αmax=0.08

[size=11pt]　　　　8度: αmax=0.16

[size=11pt]　　　　乌鞘岭设防烈度为7度,故取αmax=0.080

[size=11pt]　　GAK---幕墙构件的自重(N/m^2)

[size=11pt](4).荷载组合:

[size=11pt]　　幕墙构件承载力极限状态设计时,其作用效应的组合应按下式计算:

[size=11pt]　　γGSGk+ψwγwWwk+ψEγESEk　　　　　　　(5.4.1-2)

[size=11pt]　　各项分别为永久荷载:重力;可变荷载:风荷载;偶然荷载:地震

[size=11pt]　　水平荷载标准值: qk=Wk+0.5×qEAk

[size=11pt]　　水平荷载设计值: q=1.4Wk+0.5×1.3qEAk

[size=11pt]　　荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:

[size=11pt]　　①对永久荷载采用标准值作为代表值,其分项系数满足:

[size=11pt]　　　a.当其效应对结构不利时:对由可变荷载效应控制的组合,取1.2;对有永久荷载效应控制的组合,取1.35

[size=11pt]　　　b.当其效应对结构有利时:一般情况下取1.0;对结构倾覆,滑移或是漂浮验算,取0.9

[size=11pt]　　②可变荷载根据设计要求选代表值,其分项系数一般情况取1.4

[size=11pt]

[size=11pt]一、风荷载计算

[size=11pt] 1、标高为15.000m处风荷载计算

[size=11pt]　(1). 风荷载标准值计算:

[size=11pt]　　　 Wk: 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m^2)

[size=11pt]　　　 βgz:15.000m高处阵风系数(按A类区计算):　 (GB50009-2001)

[size=11pt]　　　μf=0.387×(Z/10)^(-0.12)

[size=11pt]　　　　 =0.387×(15/10)^(-0.12)

[size=11pt]　　　　 =0.369

[size=11pt]　　　βgz=0.92×(1+2×μf)

[size=11pt]　　　　　=0.92×(1+2×0.369)

[size=11pt]　　　　　=1.598

[size=11pt]　　　 μz: 15m高处风压高度变化系数(按A类区计算):　 (GB50009-2001　7.2.1)

[size=11pt]　　　μz=1.379×(Z/10)^0.24

[size=11pt]　　　　 =1.379×(15/10)^0.24

[size=11pt]　　　　 =1.520

[size=11pt]　　　Wk=βgz×μz×μs×W0　　　　　　(JGJ102-2003　5.3.2)

[size=11pt]　　　　=1.598×1.520×1.200×0.450

[size=11pt]　　　　=1.312kN/m^2

[size=11pt]　(2). 风荷载设计值:

[size=11pt]　　　 W: 风荷载设计值: kN/m^2

[size=11pt]　　　 rw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4,

[size=11pt]　　　　　按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003　5.4.2条规定采用

[size=11pt]　　　 W=rw×Wk

[size=11pt]　　　　=1.4×1.312

[size=11pt]　　　　=1.837kN/m^2

[size=11pt]二、大片玻璃强度校核:

[size=11pt] 大片玻璃强度校核 (第1处)

[size=11pt] 本工程选用大片玻璃种类为:8.000mm钢化玻璃

[size=11pt] 1. 该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:

[size=11pt]　　αmax: 水平地震影响系数最大值:0.080

[size=11pt]　　GAK: 玻璃板块平均自重:204.800N/m^2

[size=11pt]　　qEAk: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m^2)

[size=11pt]　　　qEAk=5×αmax×GAK/10^3　　　　　　　　(JGJ102-2003)

[size=11pt]　　　　　=5×0.080×204.8/10^3

[size=11pt]　　　　　=0.082kN/m^2

[size=11pt]　　rE: 地震作用分项系数: 1.3

[size=11pt]　　qEA: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m^2)

[size=11pt]　　　qEA=rE×qEAk

[size=11pt]　　　　 =1.3×0.082

[size=11pt]　　　　 =0.106kN/m^2

[size=11pt] 2. 荷载组合

[size=11pt]　　qk: 玻璃所受组合荷载标准值:(kN/m^2)

[size=11pt]　　q: 玻璃所受组合荷载设计值:(kN/m^2)

[size=11pt]　　采用SW+0.5SE组合:　　　　 (JGJ102-2003　5.4.2)

[size=11pt]　　　qk=Wk+0.5×qEAk

[size=11pt]　　　　=1.312+0.5×0.082

[size=11pt]　　　　=1.353kN/m^2

[size=11pt]　　　q=W+0.5×qEA

[size=11pt]　　　 =1.837+0.5×0.106

[size=11pt]　　　 =1.890kN/m^2

[size=11pt] 3. 大片玻璃强度校核:

[size=11pt]　　校核依据: σ≤[σ]=84.000N/mm^2　(与玻璃厚度有关)　 (JGJ102-2003)

[size=11pt]　　q: 玻璃所受组合荷载设计值:1.890kN/m^2

[size=11pt]　　a: 玻璃短边长度:1.2m

[size=11pt]　　b: 玻璃长边长度:1.5m

[size=11pt]　　t: 大片玻璃选取厚度:8mm

[size=11pt]　　σ:最大应力值:(N/mm^2)

[size=11pt]　　m:弯矩系数,取为0.125　　　　　　　 (6.1.2)

[size=11pt]　　η:折减参数,由参数θ按表6.1.2-2采用

[size=11pt]　　　θ=qk/1000×(a×1000)^4/(E×t^4)

[size=11pt]　　　　=1.890×(1.2×1000)^4/(72000×8^4)/1000

[size=11pt]　　　　=13.288

[size=11pt]　　　查表:η=0.947

[size=11pt]　　σ=6×m×q/1000×(a×1000)^2/t^2×η

[size=11pt]　　　=6×0.125×1.890/1000×(1.2×1000)^2/8^2×0.947

[size=11pt]　　　=30.196N/mm^2

[size=11pt]　　σ=30.196<=fg=84大片玻璃的强度可以满足要求!

[size=11pt] 4. 大片玻璃的刚度校核:

[size=11pt]　　校核依据: df≤df.lim=20.000

[size=11pt]　　D: 玻璃的刚度

[size=11pt]　　v: 泊松比,按5.2.9条玻璃采用 0.2

[size=11pt]　　D=E×t^3/(12×(1-v^2))

[size=11pt]　　 =72000×8^3/(12×(1-.2^2))

[size=11pt]　　 =3200000.000mm

[size=11pt]　　df:在风荷载标准值下挠度最大值

[size=11pt]　　μ:挠度系数,取为0.013　　　　　　　　 (6.1.2)

[size=11pt]　　df =μ×Wk×a^4/D×η

[size=11pt]　　　 =0.013×1.312×1.2^4/3200000×0.947

[size=11pt]　　　 =10.464mm

[size=11pt]　　dfa.lim=A×1000/60

[size=11pt]　　　　　=1.2×1000/60

[size=11pt]　　　　　=20.000mm

[size=11pt]　　df=10.464<=dfa.llim=20.000挠度可以满足要求!

[size=11pt] 5. 两对边支承玻璃的许用跨度校核:

[size=11pt]　　L:玻璃的许用跨度:m

[size=11pt]　　Wk:风荷载标准值:1.312kN/m^2

[size=11pt]　　a:选用玻璃跨度:1.2m

[size=11pt]　　t:玻璃的厚度:8mm

[size=11pt]　　α:抗风压调整系数,按JGJ113-2003表4.2.2的规定采用,取值为:3.000

[size=11pt]　　L=0.142×α^0.5×t/Wk^0.5

[size=11pt]　　 =0.142×3.000^0.5×8/1.312^0.5

[size=11pt]　　 =1.718m

[size=11pt]　　许用跨度L=1.718>=a=1.2可以满足要求!

[size=11pt]

[size=11pt]三、玻璃肋宽度选用及校核:

[size=11pt] 1. 玻璃肋宽度选用

[size=11pt]　　本工程选用玻璃肋种类为:12.000mm钢化玻璃

[size=11pt]　　Lb:玻璃肋宽度初选计算值:(mm)

[size=11pt]　　W: 玻璃幕墙所受风荷载设计值:1.837kN/m^2

[size=11pt]　　B: 两肋间距:1.200m

[size=11pt]　　Hsjcg:玻璃肋上下两支承点之间距离:1.5m

[size=11pt]　　Sc0: 玻璃肋强度设计值:58.8N/mm^2

[size=11pt]　　t: 玻璃肋的厚度:12mm

[size=11pt]　　选用玻璃肋类型:单肋

[size=11pt]　　Lb=(3×W×B×Hsjcg^2×10^6/4/Sc0/t)^0.5

[size=11pt]　　　=(3×1.837×1.2×1.5^2×10^6/4/58.8/12)^0.5

[size=11pt]　　　=100.000mm

[size=11pt]　　选用玻璃肋宽度为:100mm

[size=11pt] 2. 玻璃肋刚度校核:

[size=11pt]　　校核依据: df≤dfa.lim=Hsjcg/200　　　JGJ102-2003　7.3.4

[size=11pt]　　df: 玻璃肋最大挠度

[size=11pt]　　Wk: 玻璃幕墙所风荷载标准值:1.312kN/m^2

[size=11pt]　　df=5/32×(Wk×A×(Hsjcg×1000)^4/(E×lt×Lbxz^3))

[size=11pt]　　　 =5/32×(1.312×1.2×(1.5×1000)^4/(72000×12×100^3))

[size=11pt]　　　 =1.441mm

[size=11pt]　　df.lim=Hsjcg×1000/200

[size=11pt]　　　　　=1.5×1000/200

[size=11pt]　　　　　=7.5mm

[size=11pt]　　玻璃肋挠度df1=1.441<=dfa.lim1=7.500挠度满足!

[size=11pt]

[size=11pt]四、胶缝强度校核:

[size=11pt]　校核依据: q*a/t≤f1=0.2N/mm^2　　　　　　　　 (JGJ102-2003　7.4.2-2)

[size=11pt]　肋样式:骑缝或后置式

[size=11pt]　t：胶缝宽12mm(玻璃肋截面厚度)

[size=11pt]　a: 两玻璃肋间距(板跨度):1.2m

[size=11pt]　q: 玻璃幕墙所受组合荷载设计值:1.890kN/m^2

[size=11pt]　f=q×a/t

[size=11pt]　 =1.890×1.2/12

[size=11pt]　 =0.189N/mm^2

[size=11pt]　f=0.189<=f1=0.2N/mm^2胶缝强度满足要求!